内容正文:
高三数学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知向量,,且,则( )
A. B. C. D. 2
【答案】C
【解析】
【详解】依题意可知,解得.
2. 设集合,,则的元素个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】由题可得:,,所以的元素个数为.
3. 若,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先分析指数函数在区间上的单调性,求出其值域,再根据恒成立条件,得到需小于等于函数的最小值.
【详解】由,函数单调递增,当时,,
当时,,故.
要使恒成立,则,即.
故选:A
4. 已知分别是椭圆的左、右焦点,为上一点,,,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由椭圆的定义求出,由勾股定理求出焦距,进而求得椭圆的离心率.
【详解】由椭圆的定义知,则.
设焦距为,
由题可知,,即,解得.
所以椭圆的离心率为.
5. 某元宇宙平台举办“星际文明探索”虚拟文化节,参与者通过完成“星球解谜”“文明共建”“跨服协作”等任务获得互动积分(单位:分).为筛选“核心探索者”(享受专属虚拟道具与后续活动优先资格),平台将所有参与者积分的第80百分位数定为核心资格门槛线.活动结束后,平台从10万参与者中随机抽取100人的积分数据,将所得数据按照,,,,,分成6组,其频率分布直方图如图所示.据此,以样本估计总体参与者的积分分布,可知此次“核心探索者”的核心资格门槛线约为( )
A. 84分 B. 85分 C. 86分 D. 82分
【答案】A
【解析】
【分析】利用百分位数的定义即可求解.
【详解】此次“核心探索者”的核心资格门槛线约为,
因为样本中积分数据在的频率为,
样本中积分数据在的频率为,
所以样本数据的第百分位数在区间内,
所以,解得.
6. 已知数列满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用累加法求得,利用裂项求和法求得正确答案.
【详解】依题意,,
令,得,
,
所以
,
当时上式也符合,所以,则,
所以.
7. 已知函数对任意的,恒成立,,则( )
A. B.
C. 为偶函数 D. 为奇函数
【答案】D
【解析】
【分析】根据赋值法及奇偶函数的定义判断即可.
【详解】B:令,则,所以,故B错误.
A:令,,则,即,所以,故A错误.
C:令,则,即,
所以,显然,所以不是偶函数,故C错误.
D:令,则
,
所以为奇函数,故D正确.
8. 在高为5的正三棱台中,,分别为侧棱,的中点,记平面、平面、平面交于点,则三棱台与三棱锥的体积之差为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】建系并标出点,分别求平面、平面、平面的法向量,根据线面关系求点的坐标,再结合台体、锥体的体积公式运算求解.
【详解】因为,则,
设的重心分别为,
可知为正三棱台的高,即,
则三棱台的体积.
取的中点,过点与平行的直线与交于点,
以为坐标原点,分别为轴,建立空间直角坐标系,如图所示:
则,,
可得,,,
因为分别为侧棱,的中点,则,
可得,,,
设平面的法向量为,则,
令,则,可得;
设平面的法向量为,则,
令,则,可得;
设平面的法向量为,则,
令,则,可得;
设,则,,
由题意可得:,解得,
即,则三棱锥的体积;
所以三棱台与三棱锥的体积之差为.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 设复数,则( )
A. B. 的虚部是
C. 为纯虚数 D. 在复平面内对应的点位于第一象限
【答案】AC
【解析】
【分析】化简为形式,根据复数加法法则,及复数模的求法判断A;由复数的定义判断B;利用共轭复数的概念判断C;根据复数的几何意义判断D.
【详解】.
因为,所以,所以A正确;
的虚部为1,所以B错误;
因为,所以C正确;
在复平面内对应的点为,位于第二象限,所以D错误.
故选:AC.
10. 已知函数,则( )
A. 当的最小正周期为时,
B. 当在上单调时,
C. 当在上恰有两个零点时,
D. 当时,在上的值域为
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用三角恒等变换得出的解析式,由周期公式可知A错误,再由整体代换法结合正弦函数单调性、零点可判断BC,代入,由图象法可求得值域.
【详解】易知函数
;
A,当的最小正周期为时,可知,解得,即A错误;
B,当时,可知,
若在上单调,则需满足,解得,B正确;
C,结合B中分析可知当在上恰有两个零点时,需满足,解得,即C正确;
D,当时可知,若,则,
所以,可知在上的值域为,即D正确.
11. 若,则( )
A. 当时, B. 当时,
C. 当时, D. ,
【答案】ACD
【解析】
【分析】对A:当时,可得,则可构造函数,得到,再利用导数研究函数的单调性,即可得解;对B:举出反例,如时,即可得解;对C:结合A中所得,结合作差法构造函数计算即可得;对D:找出符合条件的例子,如假设,结合A中所得,结合零点存在性定理,证明函数在上存在零点即可得.
【详解】对A:由且,则可化为,
令,则有,
,
令,则,
则当时,,当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,
则时,,
即恒成立,故在、上单调递增,
令,则,
则当时,,当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,
则当时,,即,
则当时,,当时,,
由,则,又,则,故,
又因为在上单调递增,故,故A正确;
对B:若,则,,
故当时,可为,故B错误;
对C:由A知,当时,,且,
则,
令,,
则,
故在上单调递增,即有,
即,故C正确;
对D:要使得,只需,
即,取,
假设,由A知,,且,
则只需使得,
令,,
,则在上单调递减,
又,,
故存在,使得,
即,使得,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若,则______.
【答案】##
【解析】
【分析】利用两角和正弦公式化简可得,根据同角三角函数的基本关系求结论.
【详解】由,所以,所以.
13. 已知圆的半径为5,且圆心与抛物线的焦点关于的准线对称,直线与相交于两点,则______.
【答案】6
【解析】
【分析】由抛物线方程确定焦点坐标和准线方程,通过点关于线的对称求得圆心坐标,再结合直线与圆相交弦长公式即可求解.
【详解】由抛物线,可得焦点坐标,准线方程:,
易知点关于的对称点坐标为,
所以圆的方程为,
圆心到直线的距离,
所以
14. 如图,下列有5个圆,每个圆内的上、下、左、右、中五个方位均有1个数字,现从这5个圆中各选一个方位,并记下该方位圆内的数字,要求所得5个数字来自不同的方位(例如第1个圆选了左方位上的数字,后面4个圆均不能在左方位上选数字),且这5个数字之积为0,然后将这5个数字排成一个5位数,则共有______种情况(在排5位数的过程中,若数字相同,但来自不同的圆,也视为不同的情况).
【答案】2304
【解析】
【详解】因为这5个数字之积为0,并排成一个5位数,
所以第4个圆的上方位被选,
则左方位有种选择,右方位有种选择,下方位有种选择,正中位有种选择,
且0不能在万位上,
先排万位有种,剩下的有,
所以共有种.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,角所对的边分别为,.
(1)求角的大小;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理角化边可得,再利用余弦定理边化角可得,运算求解即可;
(2)根据题意利用余弦定理可得,结合基本不等式可得,进而可得面积最大值.
【小问1详解】
因为,
由正弦定理可得,
由余弦定理可得,即,可得,
又因为,所以.
【小问2详解】
因为,,由余弦定理可得,
即,可得,
又因为,即,可得,
当且仅当时,等号成立,
所以面积的最大值为.
16. 如图,在三棱锥中,,,,,分别是的中点,为上靠近点的四等分点,为上靠近点的四等分点.
(1)证明:四点共面.
(2)证明:平面平面.
(3)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)通过证明来证得四点共面.
(2)通过证明平面来证得平面平面.
(3)建立空间直角坐标系,利用向量法求得平面与平面夹角的余弦值.
【小问1详解】
因为分别是的中点,所以.
因为为上靠近点的四等分点,为上靠近点的四等分点,
所以,所以,所以四点共面.
【小问2详解】
因为,所以,所以.
因为平面,所以平面.
因为平面,所以平面平面.
【小问3详解】
连接.因为,所以,
则由(2)得平面平面,平面平面,
平面,所以平面.
以为坐标原点,以所在直线分别为轴,
以过点且平行于的直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,.
设平面的法向量为,则
令,则.
易得为平面的一个法向量.
设平面与平面的夹角为,
则,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
17. 学校编程社团组织“代码调试挑战”,成员连续完成两段独立的基础代码调试记为完成一次挑战,且两段代码均调试成功才算一次挑战成功.已知成员M在每次挑战中调试第一段代码成功的概率为.若第一段代码调试成功,成员M信心提升,则调试第二段代码成功的概率为;若第一段代码调试未成功,成员M会更谨慎,则调试第二段代码成功的概率为.
(1)求成员M在一次挑战中调试第二段代码成功的概率.
(2)该社团组织规定每个成员每次挑战成功可获100元奖励,每次挑战只调试成功两段代码中的一段可获50元奖励.若成员M进行2次“代码调试挑战”,每次挑战成功与否相互独立,设成员M获得的奖励总金额为随机变量,求的数学期望.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设事件为 “第一段代码调试成功”,事件为 “第二段代码调试成功”,则,代入数据即可计算;
(2)分别求出挑战成功(两段都成功)的概率,只成功一段的概率,两段都失败的概率,设一次挑战的奖励为,求出,利用求解即可.
【小问1详解】
设事件为 “第一段代码调试成功”,事件为 “第二段代码调试成功”,
已知,则,,,
则,
即.
【小问2详解】
挑战成功(两段都成功)的概率;
第一段成功、第二段失败,
第一段失败、第二段成功,
所以只成功一段的概率,
两段都失败的概率,
设一次挑战的奖励为,则,
因为两次挑战相互独立,所以.
18. 已知双曲线上的点与坐标原点之间距离的最小值为2,点在上,且.
(1)求的标准方程.
(2)过点的直线交于异于顶点的,两点,且,,设的左、右顶点分别为,直线与交于点.
(ⅰ)证明:点在定直线上.
(ⅱ)证明:.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据题意,可得a值,根据,可得t值,将P点坐标代入方程,可得,即可得答案.
(2)(ⅰ)设出直线AB的方程,与双曲线联立,结合韦达定理,可得表达式,求出直线AD和直线BE的方程,消y可得关于x的表达式,化简整理,即可得证
(ⅱ)根据(ⅰ)设出H点坐标,进而可得所需向量坐标,根据向量夹角公式,结合条件,代入计算,即可得证.
【小问1详解】
因为双曲线上的点与坐标原点之间距离的最小值为2,所以,
因为点在上,且,
所以,解得,即,
将点P坐标代入双曲线可得,解得
所以的标准方程为.
【小问2详解】
(ⅰ)证明:由题意,设直线AB的方程为,
联立,得,
则,
又,则,
所以,,
联立,得,
则,
所以
,
所以点在定直线上.
(ⅱ)证明:设,则,,
所以,
,
因为在直线上,所以,
因为为的根,不妨令,
则,所以,
则,
所以,
所以
,
则,
所以,即
19. 已知函数(且).
(1)当,时,求曲线在处的切线方程.
(2)当,时,记,为数列的前项和,证明:.
(3)当,时,函数有两个零点.证明:.
【答案】(1);
(2)证明见解析; (3)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)先求函数 的导函数 ,计算 和 的值,再利用点斜式方程求出曲线在 处的切线方程.
(2)先化简数列 的通项公式,将前100项和 拆分为等比数列求和、等差数列求和及对数裂项相消三部分,最后通过放缩法证明 .
(3)先化简函数 ,构造单调函数 转化方程,分析辅助函数 的零点分布,再构造函数 进行不等式放缩,最后通过推导得出 .
【小问1详解】
依题意,,
所以.
所以曲线在处的切线方程为.
【小问2详解】
由题意可知时,,
所以
.
【小问3详解】
当时,.
令,得,则,
即,
令函数,则,
因为在上单调递增,所以,即.
令函数,则,
令,得,得1,
所以的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为,
依题意可得有两个零点,不妨设,则,
令函数,则,
所以在上单调递减.
因为,所以当时,;
当时,.
所以,即,
所以由有两个不相等的正根,且,
得,则,
,则,即,
所以,
因为,所以.
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注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知向量,,且,则( )
A. B. C. D. 2
2. 设集合,,则的元素个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
3. 若,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4. 已知分别是椭圆的左、右焦点,为上一点,,,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
5. 某元宇宙平台举办“星际文明探索”虚拟文化节,参与者通过完成“星球解谜”“文明共建”“跨服协作”等任务获得互动积分(单位:分).为筛选“核心探索者”(享受专属虚拟道具与后续活动优先资格),平台将所有参与者积分的第80百分位数定为核心资格门槛线.活动结束后,平台从10万参与者中随机抽取100人的积分数据,将所得数据按照,,,,,分成6组,其频率分布直方图如图所示.据此,以样本估计总体参与者的积分分布,可知此次“核心探索者”的核心资格门槛线约为( )
A. 84分 B. 85分 C. 86分 D. 82分
6. 已知数列满足,,则( )
A. B. C. D.
7. 已知函数对任意的,恒成立,,则( )
A. B.
C. 为偶函数 D. 为奇函数
8. 在高为5的正三棱台中,,分别为侧棱,的中点,记平面、平面、平面交于点,则三棱台与三棱锥的体积之差为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 设复数,则( )
A. B. 的虚部是
C. 为纯虚数 D. 在复平面内对应的点位于第一象限
10. 已知函数,则( )
A. 当的最小正周期为时,
B. 当在上单调时,
C. 当在上恰有两个零点时,
D. 当时,在上的值域为
11. 若,则( )
A. 当时, B. 当时,
C. 当时, D. ,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若,则______.
13. 已知圆的半径为5,且圆心与抛物线的焦点关于的准线对称,直线与相交于两点,则______.
14. 如图,下列有5个圆,每个圆内的上、下、左、右、中五个方位均有1个数字,现从这5个圆中各选一个方位,并记下该方位圆内的数字,要求所得5个数字来自不同的方位(例如第1个圆选了左方位上的数字,后面4个圆均不能在左方位上选数字),且这5个数字之积为0,然后将这5个数字排成一个5位数,则共有______种情况(在排5位数的过程中,若数字相同,但来自不同的圆,也视为不同的情况).
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,角所对的边分别为,.
(1)求角的大小;
(2)若,求面积的最大值.
16. 如图,在三棱锥中,,,,,分别是的中点,为上靠近点的四等分点,为上靠近点的四等分点.
(1)证明:四点共面.
(2)证明:平面平面.
(3)求平面与平面夹角的余弦值.
17. 学校编程社团组织“代码调试挑战”,成员连续完成两段独立的基础代码调试记为完成一次挑战,且两段代码均调试成功才算一次挑战成功.已知成员M在每次挑战中调试第一段代码成功的概率为.若第一段代码调试成功,成员M信心提升,则调试第二段代码成功的概率为;若第一段代码调试未成功,成员M会更谨慎,则调试第二段代码成功的概率为.
(1)求成员M在一次挑战中调试第二段代码成功的概率.
(2)该社团组织规定每个成员每次挑战成功可获100元奖励,每次挑战只调试成功两段代码中的一段可获50元奖励.若成员M进行2次“代码调试挑战”,每次挑战成功与否相互独立,设成员M获得的奖励总金额为随机变量,求的数学期望.
18. 已知双曲线上的点与坐标原点之间距离的最小值为2,点在上,且.
(1)求的标准方程.
(2)过点的直线交于异于顶点的,两点,且,,设的左、右顶点分别为,直线与交于点.
(ⅰ)证明:点在定直线上.
(ⅱ)证明:.
19. 已知函数(且).
(1)当,时,求曲线在处的切线方程.
(2)当,时,记,为数列的前项和,证明:.
(3)当,时,函数有两个零点.证明:.
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